2. Персональный компьютер с технической точки зрения можно
определить как единую систему, представляющую собой
набор сменных компонентов, соединенных между собой
стандартными интерфейсами.
Интерфейсом называют стандарт присоединения
компонентов к системе. В качестве такового служат
разъемы, наборы микросхем, генерирующих стандартные
сигналы, стандартный программный код.
Для того, чтобы соединить друг с другом различные
устройства компьютера, они должны иметь
одинаковый интерфейс (англ. interface от inter — между,
и face — лицо).
Интерфейс — это средство сопряжения двух устройств,
в котором все физические и логические параметры согла-
суются между собой.
3. Если интерфейс является общепринятым, например,
утверждённым на уровне международных соглашений,
то он называется стандартным.
Каждый из функциональных элементов (память,
монитор или другое устройство) связан с шиной
определённого типа — адресной, управляющей или
шиной данных.
Для согласования интерфейсов периферийные
устройства подключаются к шине не напрямую, а через
свои контроллеры (адаптеры) и порты примерно по
такой схеме:
4. Контроллеры и адаптеры представляют
собой наборы электронных цепей, которыми
снабжаются устройства компьютера с целью
совместимости их интерфейсов. Контроллеры,
кроме этого, осуществляют непосредственное
управление периферийными устройствами по
запросам микропроцессора.
5. Порты устройств представляют собой некие
электронные схемы, содержащие один или
несколько регистров ввода-вывода и позволяющие
подключать периферийные устройства компьютера
к внешним шинам микропроцессора.
Портами также называют устройства
стандартного интерфейса: последовательный,
параллельный и игровой порты (или интерфейсы).
Последовательный порт обменивается
данными с процессором побайтно, а с внешними
устройствами — побитно. Параллельный порт
получает и посылает данные побайтно.
6. К последовательному порту обычно
подсоединяют медленно действующие или
достаточно удалённые устройства, такие, как
мышь и модем.
К параллельному порту подсоединяют более
"быстрые" устройства — принтер и сканер.
Через игровой порт подсоединяется джойстик.
Клавиатура и монитор подключаются к
своим специализированным портам, которые
представляют собой просто разъёмы.
7.
8.
9. Разъёмы Universal Serial Bus (USB) предназначены для подключения
к компьютеру таких внешних периферийных устройств, как
мышь, клавиатура, портативный жёсткий диск, цифровая
камера, VoIP-телефон (Skype) или принтер.
Теоретически, к одному host-контроллеру USB можно подключить до 127
устройств. Максимальная скорость передачи составляет 12 Мбит/с для
стандарта USB 1.1, 480 Мбит/с для Hi-Speed USB 2.0 и до 4,8 Гбит/с
для USB 3.0.
Разъёмы стандартов USB 1.1 и Hi-Speed 2.0 одинаковы. Различия кроются
в скорости передачи и наборе функций host-контроллера USB
компьютера, да и самих USB-устройств.
USB обеспечивает устройства питанием, поэтому они могут работать от
интерфейса без дополнительного питания (если USB-интерфейс даёт
необходимое питание, не больше 500 мА на 5 В).
10. Всего существует три типа USB-разъёмов.
Разъём "тип A": обычно присутствует у ПК.
Разъём "тип B": обычно находится на самом USB-устройстве
(если кабель съёмный).
Разъём мини-USB: обычно используется цифровыми
видеокамерами, внешними жёсткими дисками и т.д.
USB "тип A" (слева) и
USB "тип B" (справа)
Кабель расширения USB
(должен быть не длиннее 5 м)
11. Разъёмы мини-USB обычно
встречаются на цифровых камерах и
внешних жёстких дисках
Логотип USB всегда
присутствует на разъёмах
Кабель-двойник. Каждый USB-порт даёт 5 В/500 мА.
Если нужно больше питания (скажем, для мобильного
жёсткого диска), то данный кабель позволяет питаться
и от второго USB-порта (500 + 500 = 1000 мА)
Адаптер USB/PS2.
12. 12
Системный блок: порты USB
Порт USB (Universal Serial Bus)
USB 1.1 – до 12 Мбит/c, USB 2.0 – до 480 Мбит/c, USB 3.0 –
до 4,8 Гбит/c
принтер, сканер, мышь, …
• высокая скорость
• подключение «на ходу»
• можно подключать несколько устройств к
одному порту (через хабы)
13. Стандарт USB версия 3.0 разработан в 2009 году.
В спецификации USB 3.0 разъёмы и кабели обновлённого
стандарта физически и функционально совместимы с
USB 2.0. Кабель USB 2.0 содержит в себе четыре
линии — пару для приёма/передачи данных, плюс и
ноль питания. В дополнение к ним USB 3.0 добавляет
пять новых линий (в результате чего кабель стал
гораздо толще), однако новые контакты расположены
параллельно по отношению к старым на другом
контактном ряду.
Максимальная скорость передачи информации до 4,8
Гбит/с
14.
15. Под официальным названием IEEE-1394 скрывается
последовательный интерфейс, повсеместно использующийся
для цифровых видеокамер, внешних жёстких дисков и
различных сетевых устройств. Его также называют FireWire
(от Apple) и i.Link (от Sony).
На данный момент 400-Мбит/с стандарт IEEE-1394 сменяется
800-Мбит/с IEEE-1394b (также известным как FireWire-800).
Обычно устройства FireWire подключаются через 6-контактную
вилку, которая обеспечивает питание. У 4-контактной вилки
питание не подводится.
Устройства FireWire-800 используют 9-контактные кабели и
разъёмы.
Кабель FireWire с 6-
контактной вилкой на
одном конце и 4-контактной
на другом
16. 16
Системный блок: порты
Порт IEEE1394 (FireWire) до 1600 Мбит/c
Инфракрасный порт IrDA (Infrared Data Association)
до 4 Мб/с
встроенный в ноутбук внешний адаптер (USB)
17. PS/2 разъёмы сегодня широко
используется в качестве
стандартных интерфейсов
для клавиатуры и мыши, но
они постепенно уступают
место USB.
Сегодня распространена
следующая схема цветового
кодирования:
Фиолетовый: клавиатура
Зелёный: мышь
18. ПК достаточно давно использует
15-контактный интерфейс Mini-D-
Sub для подключения монитора
(HD15). С помощью правильного
переходника можно подключить
такой монитор и к выходу DVI-I (DVI-
integrated) графической карты.
Интерфейс VGA передаёт сигналы
красного, зелёного и синего цветов,
а также информацию о
горизонтальной (H-Sync) и
вертикальной (V-Sync)
синхронизациях.
Порт VGA на графической карте
Интерфейс VGA на кабеле монитора
19. DVI является интерфейсом
монитора, разработанным, главным
образом, для цифровых сигналов.
Чтобы не требовалось переводить
цифровые сигналы графической
карты в аналоговые, а затем
выполнять обратное
преобразование в дисплее.
Поскольку переход с аналоговой на
цифровую графику протекает
медленно, разработчики
графического оборудования
позволяют использовать
параллельно обе технологии.
Кроме того, современные
графические карты легко справятся
с двумя мониторами.
Графическая карта с двумя портами DVI может
работать одновременно с двумя (цифровыми)
мониторами.
20.
21. SATA является последовательным интерфейсом для
подключения накопителей (сегодня это, в основном, жёсткие
диски) и призван заменить старый параллельный интерфейс
ATA. Стандарт Serial ATA первого поколения сегодня
используется очень широко и обеспечивает максимальную
скорость передачи данных 150 Мбит/с. Максимальная длина
кабеля составляет 1 метр. SATA использует подключение
"точка-точка", когда один конец кабеля SATA подсоединяется к
материнской плате ПК, а второй - к жёсткому диску.
Дополнительные устройства к этому кабелю не подключаются, в
отличие от параллельного ATA, когда на каждый кабель можно
"вешать" два привода. Так что накопители "master" и "slave"
уходят в прошлое.
Четыре порта SATA
на материнской плате
22. Многие SATA-кабели поставляются с
колпачками, защищающими
чувствительные контакты.
Питание SATA в разных форматах
Хотя SATA был разработан для использования
внутри корпуса ПК, ряд продуктов предоставляют
и внешние интерфейсы SATA.
Так питаются жёсткие диски SATA
23. Питание накопителям SATA может обеспечиваться
двумя способами: через классическую вилку Molex...
...или с помощью специального кабеля питания.
24. Параллельная шина передаёт данные с жёстких дисков и
оптических накопителей (CD и DVD) и обратно.
Она известна как параллельная ATA (Parallel ATA) и сегодня
уступает место последовательной ATA (Serial ATA).
Последняя версия использует 40-контактный провод с 80
жилами (половина на "землю").
Каждый такой кабель позволяет подключать, максимум, два
накопителя, когда один работает в режиме "master", а
второй - в "slave". Обычно режим переключается с помощью
небольшой перемычки на накопителе.
25. Ленточный шлейф IDE Подключение DVD-привода: красная
полоска на шлейфе должна всегда
находиться рядом с разъёмом питания.
Интерфейс ATA/133 для классического 3,5"
жёсткого диска (внизу) или 2,5" версии
(вверху)
Если вы желаете подключить 2,5" накопитель
для ноутбуков к обычному настольному ПК, то
можно использовать такой же переходник.
26. AGP (от англ. Accelerator Graphics Port – ускоренный
графический порт) – разработанная в 1997 г.
компанией Intel специализированная 32-битная
системная шина для видеокарты.
27. Большинство графических карт в пользовательских ПК используют
интерфейс Accelerated Graphics Port (AGP).
У самых старых систем для той же цели применяется интерфейс PCI.
На замену обоим интерфейсам призван PCI Express (PCIe). Несмотря на
название, PCI Express является последовательной шиной, а PCI (без
суффикса Express) - параллельной. В общем, шины PCI и PCI Express
не имеют ничего общего, помимо названия.
Графическая карта AGP (сверху) и
графическая карта PCI Express
(снизу).
29. Следует помнить о двух уровнях напряжения интерфейса.
Стандарты AGP 1X и 2X работают на 3,3 В, в то время как
AGP 4X и 8X требуют всего 1,5 В.
Существуют карты типа Universal AGP, которые подходят
для разъёма любого типа. Чтобы предотвратить
ошибочную установку карт, слоты AGP используют
специальные выступы. А карты – прорези.
У верхней карты есть прорезь для AGP 3,3 В.
В середине: универсальная карта с двумя
вырезами (один для AGP 3,3 В, второй - для
AGP 1,5 В). Снизу показана карта с вырезом
справа для AGP 1,5 В.
30. Слоты расширения материнской платы:
1 - PCI Express x16 линий (сверху)
2- 2 PCI Express x1 линий (снизу).
2
2
1
31. два слота PCI Express для установки двух графических карт nVidia SLi.
Между ними можно заметить маленький слот PCI Express x1.
PCI Express является последовательным
интерфейсом, и его не следует путать с
шинами PCI-X или PCI, которые используют
параллельную передачу сигналов.
32. PCI Express (PCIe) является самым современным
интерфейсом для графических карт. В то же время, он
подходит и для установки других карт расширения, хотя на
рынке пока их очень мало. PCIe x16 обеспечивает в два раза
большую пропускную способность, чем AGP 8x. Но на
практике это преимущество так себя и не проявило.
Графическая карта AGP (сверху) в
сравнении с графической картой PCI
Express (снизу).
33. Сверху вниз: PCI Express
x16 (последовательный),
два интерфейса
параллельной PCI и PCI
Express x1
(последовательный).
34. PCI является стандартной шиной для подключения периферийных
устройств. Среди них можно отметить сетевые карты, модемы,
звуковые карты и платы захвата видео.
Среди материнских плат для широкого рынка больше всего
распространена шина PCI стандарта 2.1, работающая на частоте 33
МГц и имеющая ширину 32 бита. Она обладает пропускной
способностью до 133 Мбит/с. Производители так широко и не
приняли шины PCI 2.3 с частотой до 66 МГц. Именно поэтому карт
данного стандарта очень мало. Но некоторые материнские платы
этот стандарт поддерживают.
35. Ещё одна разработка в мире параллельной шины PCI
известна как PCI-X. Данные слоты чаще всего
встречаются на материнских платах для серверов и
рабочих станций, поскольку PCI-X обеспечивает более
высокую пропускную способность для RAID-
контроллеров или сетевых карт. К примеру, шина PCI-X
1.0 предлагает пропускную способность до 1 Гбит/с с
частотой шины 133 МГц и разрядностью 64 бита.
Классический 32-битный слот PCI
сверху, а три 64-битных слота PCI-X
снизу.
36. SCSI (Small Computer System Interface - Интерфейс малых компьютерных систем).
Существует несколько вариантов интерфейса SCSI (читается "скази"),
отличающихся количеством подключаемых устройств, максимальной
пропускной способностью и максимальной длиной шлейфа.
Через интерфейс SCSI чаше всего подключаются высокоскоростные устройства,
такие, как жесткие диски, CD дисководы, сканеры. Для обеспечения работы
компонентов с интерфейсом SCSI требуется наличие на компьютере
специального SCSI хост-адаптера, вставляемого в слот расширения
материнской платы или встроенного в системную плату.
Существуют следующие спецификации SCSI:SCSI-1;Fast SCSI-2;FastWide SCSI-
2;Ultra SCSI-2;UltraWide SCSI-2;Ultra SCSI-3.
Скорость передачи данных по шине SCSI может составлять от 5 Мб/с (SCSI-1)
до 80 Мб/с (SCSI-3), частота шины от 5 (SCSI-1) до 40 (SCSI-3) мегагерц,
количество подключаемых устройств от 8 (SCSI-1, Fast SCSI-2, Ultra SCSI-2) до
16 (FastWide SCSI-2, UltraWide SCSI-2, Ultra SCSI-3), длина шлейфа от 1,5 (Ultra
SCSI-2, UltraWide SCSI-2) до 12 (Ultra SCSI-3) метров. Все устройства SCSI
подключаются по цепочке, причем первое (т. е. SCSI хост-адаптер) и последнее
устройства в цепочке должны иметь так называемые терминаторы для
согласования электрических характеристик в цепи.
